С наступлением сезона комаров люди запасаются репеллентами, чтобы предотвратить зудящие укусы. Репелленты важны, потому что они не только защищают от жужжащих, кровососущих маленьких вредителей - они также защищают от болезней, которые они переносят, от которых ежегодно погибает около 700 000 человек во всем мире.
Удивительно, но, несмотря на широкое использование, никто не понимал, как именно репелленты от комаров отпугивают насекомых. Теперь исследователи начинают раскрывать первые кусочки головоломки, пишет medicalxpress.com.
Новое исследование выявило у комаров рецептор запаха, который помогает им вынюхивать и избегать следов пиретрума, растительного экстракта, который веками использовался для отпугивания кусающих насекомых.
Один из старейших известных инсектицидов, пиретрум, получают из высушенных измельченных цветов определенных видов хризантем. Пиретрум быстро разрушается на солнце и плохо всасывается через кожу, поэтому инсектицид долгое время считался одним из более безопасных вариантов для использования с детьми и домашними животными.
Что делает пиретрум токсичным для комаров, известно уже давно. Он работает, связываясь с крошечными порами в нервных клетках насекомых и парализуя их при контакте. Но у него есть еще одно свойство, способ действия которого является скорее загадкой. При более низких концентрациях он защищает не за счет уничтожения комаров, а за счет того, что они не могут приблизиться достаточно близко, чтобы приземлиться и укусить.
Под руководством профессора биологии Ке Донга, который недавно присоединился к факультету Университета Дьюка, команда провела ряд тестов, чтобы понять, как комары обнаруживают пиретрум и избегают его, а также какие химические компоненты экстракта помогают им в этом.
Сначала они заставили людей надеть специальные резиновые перчатки и сунуть руку в клетку с 50 голодными комарами. На спине перчатки была оконная сетка, сделанная из двух слоев свободной сетки. Верхний слой действует как барьер, который не могут прокусить комары. Обычно комары не могут устоять перед теплом и ароматом человеческой кожи, проникающими через сетку, и быстро приземляются и проверяют это. Но когда нижний слой сетки, ближайший к коже, обработали пиретрумом, они потеряли интерес.
Эти ранние эксперименты подтвердили, что комарам необязательно приближаться достаточно близко, чтобы попробовать или дотронуться до обработанной пиретрумом кожи или одежды, чтобы держаться подальше. Чтобы выяснить, был ли причиной запаха, исследователи прикрепили крошечные проволочные электроды к маленьким волоскам, покрывающим антенны комаров, и измерили их электрические реакции на порывы воздуха, содержащие химические вещества, выделяемые пиретрумом и другими репеллентами.
Обоняние у комара обусловлено особыми рецепторами, встроенными в нервные клетки на антеннах и в ротовой части насекомого. Как только молекулы запаха, разносящиеся по воздуху, стимулируют эти рецепторы, нервные клетки отправляют в мозг сообщение, которое распознает запах.
Донг и ее коллеги смогли определить конкретный ингредиент в экстрактах цветов пиретрума, называемый EBF, который активирует рецептор запаха в антенне комара под названием Or31.
Они обнаружили, что EBF работает вместе с другими компонентами, называемыми пиретринами, создавая особенно неприятный букет. Даже крошечные дозы, которые комары, кажется, едва замечают, когда соединения встречаются по отдельности - менее пяти молекул запаха на миллион молекул воздуха - могут заставить насекомых улететь или уползти, когда они встречаются вместе.
В то время как исследователи сосредоточили свое внимание на комарах вида Aedes aegypti, который распространяет такие вирусы, как Зика, желтая лихорадка и денге, они также обнаружили рецепторы запаха Or31 с поразительно похожими белковыми последовательностями у шести других видов комаров.
Только в Соединенных Штатах обитает более 200 видов комаров; около десятка из них распространяют микробы, от которых люди могут заболеть.
Поскольку комары становятся все более устойчивыми к нашим лучшим химическим средствам защиты, исследователи постоянно ищут новые способы борьбы с ними.
Эти результаты, опубликованные 5 мая в журнале Nature Communications, могут помочь исследователям разработать новые репелленты широкого спектра действия, чтобы держать в страхе множество комаров и, следовательно, не дать им укусить людей и распространить болезни.
